Матричный электронно-оптический транспарант

Матричный электронно-оптический транспарант

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<п>993294 (61) Дополнительное к авт. свид-sy(22) Заявлено 220781 (21) 3322342/18-24 (31) М. Кл.з

G G 9/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (Щ УДК 681. 3 (088.8) Опубликовано 300183 Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 360183 г

A.Я. Паринский и В.И. Осадчий „ .1

Тульский ордена Трудового Красного Знамени„.политехнический институт

: ф1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАТРИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

ТРАHCIIAPAHT

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к пространственным модуляторам света управляемым транспарантам (УТ) с электронно-лучевой адресацией, которые могут быть использованы в электронно-оптической вычислительной системе для записи, хранения, отображения и обработки двумерных массивов информации (например, перемножения; фурье-преобразования и др.).

Известны электронно-оптические управляемые транспаранты на кристалле типа ДКДР с электронно-лучевой адресацией, содержащие вакуумную колбу, снабженную входным и выходным окнами, электронную пушку записи, кристалл мишени, электронную пушку стирания, прозрачный проводящий электрод, источники питания (1 J.

Для нормального функционирования такого управляемого транспаранта необходимо охлаждение материала мишени до минус 50 С, которое осуществляется при помощи элементов Пельтве.

Это усложняет конструкцию и не по- . зволяет получить хорошую степень разрушения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является матричный электронно-оптический транспарант, который содержит вакуумную колбу, в которой размещены электронная пушка записи двумерного массива информации, блок отклонения электронного пучка и матричный экран, выполненный в виде блока канальных электронных умножителей с фотохромными элементами внутри соответствующих каналов умножителей. Причем. фотохромные элементы выполнены в виде волоконных световодов, которые имеют форму цилиндра с образующей типа гипоциклоиды, а на боковую поверхность световодов нанесен катодолюминофорный материал. В известном транспаранте реализована локальная последовательная во времени запись информации электронным лучом пушки.

При этом подготовку к записи и воспроизведение можно производить параллельно по всем элементам с помощью световых пучков различной длины волны j2 ).

Однако в известном транспаранте из-за последовательной организации записи время записи массива информации велико. Действительно, при 993294 времени записи одного элемента 10 с . (ограничивается временем просветле-, ния фотохромного световода типичными источникаь и УФ-света) и числе элементов 10 цикл записи составляет 1 с, что в ряде случаев не позволяет организовать обработку информации в реальном времени. В известном транспаранте невозможно записать массив информации в виде изображения без предварительного его преобразования, локально изменить информацию в процессе записи (например, ввести в массив информации метки, символы, вспомогательные тестовые изображения и т.д.), что сужает его функциональные возможности. Кроме того, иэ-за однократного прохода светового пучка воспроизведения через матричный экран снижается энергетическая эффективность использования источника записи.

Цель изобретения — уменьшение времени записи информации, увеличение контраста выходного изображения и расширение области применения за счет прямого ввода оптической информаций в транспарант

Поставленная цель достигается тем, что в матричный электронно-оптический транспарант, содержащий вакуумную колбу, входное окно которой оптически связано с информационным световым пучком, а выходное окно оптически связано с опорным световым пучком, вакуумная колба снабжена электронной пушкой записи, блоком отклонения электронного пучка и матричным блоком канальных электронных умножителей, каждый из которых состоит из цилиндрического фотохромного световода, на боковую поверхность которого нанесен слой катодолюминофорного материала, а образующей которого является гипоциклоида, входные торцы цилиндрических фотохромных световодов образуют мишень, которая связана с входным электронным пучком и электронным пучком пушки записи, а выходные торцы цилиндрических фотохромных световодов выходного окна расположены в плоскости вакуумной колбы, причем к мишени подключены одни выводы источников низкого и высокого напряжения, другие выводы которых через первый перекхпочатель соединены с входным окном вакуумной колбы, а между мишенью и выходным окном включен через второй переКлючатель источник питания блока канальных электронных умножителей, введены фотокатод и ускоряющая катушка переноса электронного изображения, расположенная между фотокатодом и мишенью, причем фотокатод нанесен на внутреннюю поверхность входного .окна, а на входные торцы цилиндрических фотохромных световодов нанесены последовательно слои катодолюминофора и металлической пленки.

На фиг. 1 изображен транспарант, общий вид; на фиг. 2 — канал электронного умножителя с фотохромным световодом.

Матричный электронно-оптический транспарант содержит вакуумную колбу 1, электронную пушку 2, блок 3

®0 отклонения электронного пучка, фотокатод 4, нанесенный на внутреннюю

Электронный пучок 14 эмитирует—

З0 ся фотокатодом 4 и переносится маг нитным полем катушки 5. На фотокатод

65 поверхность входного окна колбы 1, катушку 5 переноса электронного изображения с фотокатода на мишень 6, матричный блок канальных электронных умножителей 7, к которым параллельно подведено напряжение от источника 8, а для питания фотокатода в двух режимах использованы источники 9 .высокого напряжения (ВН) и источник 10 низкого напряжения (HH).

Внутри каждого канала умножителя размещен оптический световод 11 из фотохромного материала (ФХМ у в виде цилиндра, входной торец которого со стороны фотокатода 4 последовательно покрыт слоем катодолюминофора 12 и металлической пленкой 13.

4 направляется информационный пучок

15 света, который в зависимости от режима работы транспаранта переносит входное изображение (двумерный массив информации> или световой пучок подготовки транспаранта к записи.

С обратной стороны вакуумная колба 1 освещается опорным световым пучком

16, который после двойного прохода по оптическому волокну световода 11 формирует требуемое изображение 17.

Кроме того, матричный электроннооптический транспарант содержит первый 18 и второй 19 трехпозиционные переключатели.

Работа транспаранта во времени имеет три режима: подготовка к записи, запись и считывание информации.

В режиме подготовки к записи на фотокатод 4 направляется пучок 15 света с равноамплитудным распределением, между фотокатодом 4 и мишенью

6 подключается посредством переключателей 18 и 19 в позиции Ct источник 9 высокого напряжения, на блок канальных умножителей 7 напряжение не подается (источник 8 отключен).

Фотокатод 4 эмитирует электронный пучок 14, который ускоряется напряжением источника 9 и возбуждает через металлическую пленку 13 катодолюминофор 1 2 на .торцах световодов 11 из ФХМ. Длина волны излучения выбрана такой, что вызывает уменьшение

993294

Формула изобретения, 65 прозрачности световодов 11, т.е. переводит. транспарант в непрозрачное состояние. При этом электронный пучок пушки 2, сканируя в соответствии с законом напряжения развертки блока 3 отклонения по торцам фотохромных элементов 11, ускоряет процесс подготовки транспаранта к записи за счет возбуждения слоя катодолюминофора 12.

В режиме записи на фотокатод 4 подается низкое напряжение, т.е. подключается источник 10, а к блоку канальных умножителей подводится напряжение от источника 8. Далее фотокатод 4 освещается пучком света, модулированным по интенсивности в. пространстве в соответствии с переносимой двумерной информацией. Электронные пучки 14, эмитйруемые. фотокатодом 4, попадают на вход канала электронного умножителя 7, одновременно возбуждая свечение катодолюминофора 12 на боковой поверхности световода 11 из ФХМ за счет вторичных электронов ° Свечение катодолюминофора 12, проникая в световод 11, вызывает его просветление, пропорциональное току электронного луча 14.

Причем электронный луч пушки 2 может быть использован для локальной записи в массив информации меток, символов, вспомогательных тестов и. т.д. При этом для просветления (запись "1") используется пучок с низкой скоростью электронов, а для затемнения (запись "0") — пучок с высокой скоростью электронов.

В режиме воспроизведения.(считывания информации ) с фотокатода 4 и блока канальных умножителей 7 снимаются напряжения, при этом выходные торцы световодов 11 освещаются опорным пучком 16 света. Локальная в в пространстве интенсивность выходного излучения 17 будет равна произ-ведению локальной интенсивности опорного излучения на локальную прозрачность мишени 6.

Металлизация торцов световодов

11 в канальных умножителях 7позволяет считывать информацию после двойного прохода опорного пучка 16, что увеличивает контраст {т.е. отношение максимальной прозрачности к минимальной) транспаранта при той же, что и у прототипа, длине фотохромных световодов 11.

Действительно, локальный в пространстве опорный пучок 1б затухает при одном проходе на величину ехр(-Ы ), где о. — удельное ослабление интенсивности света на единицу длины фотохромного световода 11;

1 — длина канального световода 11 из ФХМ, а при двойном проходе проз-. рачность канального световода 11 составляет ехр(- 2 ), что приводит к увеличению контраста в exp(c(3 ) раз.

Например, при с6= 5 см и 1 = 1 см. увеличение контраста будет в exp(5) раз. кроме того, металлизация торцов световодов 11 позволяет увеличить чувствительность в режиме записи.

При записи просветляющее излучение распространяется в световоде в двух направлениях. Та часть излучения, которая распространяется в сторону металлизированного торца, отражается от него н вызывает дополнительное просветление световода 11. Это позволяет получить такое же просветле15 ние световода 11, что и у прототипа, при меньшем токе канального электронного умножителя 7..

Параллельное возбуждение элементов мишени б электронным потоком 14

20 обеспечивает сокращение времени записи массива информации.

Если бы плотность тока в прототипе и в предлагаемом транспаранте была одинаковой, то время записи массива

25 информации уменьшилось бы в И раз, где,И вЂ” число каналов. Однако практически плотность тока сфокусированного луча в прототипе составляет около 1A/см, а с фотокатода 4 в 2.

ЗО данном транспаранте можно получить плотность тока не более 10 -. 10 А/см

Поэтому выигрыш во врем нй записи будет меньше в 10 — 10 раз. Таким образом, для транспаранта с И = 10 время записи будет уменьшено в 1001000 раз по сравнению с прототипом.

Наличие фотокатода 4 позволяет осуществить прямой ввод и преобразование двумерного массива оптической

4р информации в отличие от прототипа, где требуется предварительное преоб- разование свет — электрический сигнал, что расширяет функциональные возможности разработанного транспа45 ранта

Металлизация торцов световодов 11 в канальных умножителях позволяет считывать информацию после двойного прохода опорного пучка, что повышает в целом энергетическую эффективно ность транспаранта.

По сравнению с выпускаемым промышленностью транспарантом s виде ЗЛТ типа 11ЛМ2Г в предлагаемом скорость записи повышена на один-два порядка, 55 т.е. сокращается цикл записи, и расширены функциональные фозможности с точки зрения сопряжения с ЭВИ и оператором.

Матричный электронно-оптический транспарант, содержащий вакуумную колбу, входное окно которой оптиче993294 ски связано с информационным световым пучком, а выходное окно оптически связано с опорным световым пучком, вакуумная колба снабжена электронной пушкой записи, блоком отклонения электронного пучка и матричным блоком канальных электронных умножителей, каждый из которых состоит из цилиндрического фотохромного световода, на боковую поверхность которого нанесен слой катодолюминофорного .материала, а образуюцей которого является гипоциклоида, входные торцы цилИндрических фотохромных световодов образуют мишень, которая связа на с входным электронным пучком и электронным пучком пушки записи, а выходные торцы цилиндрических фотохромных световодов выходного окна расположены в плоскости вакуумной колбы, причем к мишени подключены одни выводы источников низкого и высокого напряжения, другие выводы которых через первый переключатель соединены с входным окном вакуумной колбы, а между мишенью и выходным окном включен через второй переключатель источник питания блока канальных электронных умножителей, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью уменьшения времени записи информации, увеличения контраста выходного изображения и расширения области применения за счет прямого ввода оптической информации в транспарант, B него введены фотокатод

>О и ускоряюшая катушка переноса электронного изображения, расположенная между фотокатодом и мишенью, причем фотокатод нанесен на внутреннюю поверхность входного окна, а на выход15 ные торцы цилиндрических фотохромных световодов нанесены последовательно слои катодолюминофора и металлической пленки.

Источники информации, 3Q принятые во внимание при экспертизе

1. Кейсесент Д. Пространственные модуляторы света. ТИИЭР, т. 64, 1977, Р 1, с. 174-191.

2. Авторское свидетельство СССР

g5 9 788964, кл. G 06 G 9/00, 1979.

993294

Составитель В. Козлов

Техред И.Костик Корректорй. Шулла

Редактор В. Петраш

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 481/67 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по -делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5